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攀枝花學(xué)院 Panzhihua University 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 文獻綜述 院 （系）： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級： 03級機械二班 學(xué)生姓名： 王友 學(xué) 號: 200310622031 2007 年 4 月 25 日 文獻綜述： 液壓卷花機綜述 1 前言 液壓卷花機是一種利用液體壓力來傳遞能量，以實現(xiàn)各種壓力加工工藝的機床。由該機器生產(chǎn)的各種花形可用在圍欄，大門，臺，椅，扶梯，窗，招牌，藝術(shù)品等地方。[1]隨著人民生活水平提高，這些鐵藝制品必然會有較大需求。另一方面，用液壓來實現(xiàn)，能滿足用戶任意設(shè)計的圖案，效率高，花形同一性好，體積小，重量輕，功能多，施工方便，勞動強度輕，隨著新工藝及新技術(shù)的應(yīng)用，卷花機在金屬加工及非金屬成形方面的應(yīng)用越來越廣泛，在鐵藝行業(yè)中的占有份額正在大幅度攀升。[2] 2 卷花機的應(yīng)用領(lǐng)域 卷花機是用在鐵藝行業(yè),用來生產(chǎn)鐵藝制品的基本單元-----C、S、P、E 四種基本花型和5個幾何形態(tài)（圓o）、（角/\）、（曲線∩～）、（螺旋線）和（麻花）。卷花機正是用于加工出這些形狀的鐵藝制品的機器裝備。[3] 3 卷花機的發(fā)展現(xiàn)狀及主要產(chǎn)品介紹 目前，用來制作卷花的設(shè)備還非常落后，按動力的來源角度，大體分為四種方式來實現(xiàn)：一、采用手工。該方法一般為小作坊生產(chǎn)，批量不大，生產(chǎn)效率低，但也能滿足個性化的需要，因為它可任意改變花形，但勞動強度高。二、采用機械方式來實現(xiàn)。效率有所提高，但制作了的花形的尺寸有限，主要是受動力的限制。噪聲大，能耗大，不能完全滿足市場需求。三、采用鍛造方式。鍛造方式來實現(xiàn)的，材料局限性較大，不能用厚板，也加工不出開關(guān)復(fù)雜的尾部曲卷，效率民不高。四、采用液壓來實現(xiàn)。采用該方式的優(yōu)點比較明顯在，下面將要介紹。在鐵藝行業(yè)市場中，它們四種方式對應(yīng)對的裝備的使用比例大概為2：4：3：1；可見，[4]使用機械方式來加工的占了大多數(shù)，使用液壓的較少。 3.1 手動方式的代表型號有 北京光大利克經(jīng)貿(mào)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的手動式鐵藝軋花工裝設(shè)備。它是一種手動式鐵藝軋花工裝設(shè)備，其包括機座，該機座的前部安裝有固定模座，在該固定模座上安裝有固定模具，在機座的后部安裝有固定的絲母，絲杠以螺合方式穿過絲母，通過旋轉(zhuǎn)絲杠，可使該絲杠相對絲母作往復(fù)運動，在絲杠的前端按照隨該絲杠移動而不隨絲杠旋轉(zhuǎn)的方式安裝有移動模座，在該移動模座上安裝有與上述固定模具配合的移動模具，在上述絲杠的后端安裝有于持操作部。[5] 　 3.2 機械方式代表性的型號有 3.2.1 石家莊安邦機械公司的電動彎花機 AB-DW10B[6] 加工能力： 彎花、彎圓弧、折角：扁鋼≤8mm×50mm，方鋼：≤25mm×25mm，方管：≤￠10mm；彎小圓：圓鋼：≤￠12mm，方鋼：≤12mm×12mm；主要特點：1、最大特點為A型機體動力為母機，通過特殊連接件使各機構(gòu)與A型機動力輸出端實現(xiàn)動力聯(lián)接由此實現(xiàn)了一機多能，可隨時升級。2、各另加機構(gòu)可與彎花機模具盤更換使用，電動彎花機彎花功能不受任何影響。3、使用擺線針輪減速機運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，省力、省工、效率高，加工強度大。4、生產(chǎn)加工的產(chǎn)品尺寸準確，形狀規(guī)范，一致性好，加工能力大，適于批量生長。 它的出現(xiàn)使鐵藝制作出現(xiàn)一個飛躍式的革命。該機是以AB-DW10A型電動彎花機為機體，通過電動彎花機主軸傳遞動力，配置彎圓弧機構(gòu)、折角機構(gòu)和彎小圓彈簧機構(gòu)，構(gòu)成AB-DW10B全能型電動彎花機。該全能型彎花機除具有A型電動彎花機的全部功能特點外，又通過三個機構(gòu)，增加了彎弧彎圓、捋直、折角、批量彎小圓的功能。卷曲部份特點分述如下： 　 彎圓弧機構(gòu)：該機構(gòu)安裝在電動彎花機臺面上，通過電動彎花機主軸傳遞動力，完成圓鋼、方鋼、扁鋼彎圓、弧、捋直的工作過程。該機構(gòu)的兩個主動滾軸由上半輪、下半輪、中間墊片組成，通過變換組合它們的組合位置，可以得到十五種不同的組合尺寸，即可以完成50*10以下各種扁鐵、10*10以下各種方鋼、￠10以下各種圓鋼的彎曲加工工作。該機構(gòu)通過控制被動滾輪的壓入尺寸大小，可完成不同弧度產(chǎn)品零件的生產(chǎn)加工。該機構(gòu)完全使用電動彎花機的電器控制系統(tǒng)控制，操作簡便，效率高，適用性好。 彎小圓（彈簧）機構(gòu)：該機構(gòu)安裝在電動彎花機上，通過彎花機主軸傳遞動力，完成方鋼、圓鋼彎彈簧，剖開得到尺寸一致的批量小圓圈。其操作方法是，將被加工材料裝卡在本機構(gòu)的卡料槽內(nèi)，開動機器使被加工材料纏繞在軸套的外圓上，形成彈簧，將彈簧切開，斷口焊接后磨平即成為所需要的圓形產(chǎn)品。本機構(gòu)所生產(chǎn)的產(chǎn)品由于已軸套外圓定位，所以彎成的圓尺寸準確、形狀規(guī)范，一致性好。 3.2.2 東北林業(yè)大學(xué)機械廠的萬能鐵藝成形機　[7] 　 “萬能鐵藝成形機”是由電動機驅(qū)動蝸桿減速器，實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速大扭矩輸出，在機座上安裝有牙嵌式離合器來控制加工件的扭曲變形，通過計數(shù)控制器可以自動控制扭曲工件的圈數(shù)及角度，來實現(xiàn)工件的變形。當主運動需要垂直時，轉(zhuǎn)動手輪，通過連桿機構(gòu)，使蝸輪軸由水平方向翻轉(zhuǎn)到垂直方向，以適應(yīng)不同形狀工件的加工需要。該機結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，使用方便，利用胎具可以把多種金屬型材料加工成麻花形、圓弧形、梅花形等多種形狀，它適用于建筑，裝修，環(huán)境建設(shè)等多方面。 3.2.3 寧夏富盛機械制造有限公司的電動金屬扭曲機[8] 一種用于對方鋼或扁鐵之類的型材進行扭曲加工(鐵藝)的電動金屬扭曲機，包括固定夾頭和扭曲夾頭，其特點在于固定夾頭的底部與固定在機體上的導(dǎo)軌滑動相聯(lián)；扭曲夾頭與固定夾頭相對而固定在一設(shè)在機體內(nèi)的減速機的輸出軸上，減速機的輸入軸與一固定在機體內(nèi)的電動機相聯(lián)，在輸入軸上還設(shè)有一用來檢測其轉(zhuǎn)數(shù)的光電偶合檢測器，其與一用來控制電動機運轉(zhuǎn)的電控裝置內(nèi)的電子計數(shù)器相聯(lián)。通過電控裝置上的按鈕可以自動控制工件的扭曲成型，具有節(jié)省人力、高效、加工精度高、批量一致性好等優(yōu)點。 3.3、鍛造方式的代表型有： 廣州郎亞公司的鍛鐵液壓裝置　[9] 　 該機械裝置,包括機殼、帶輸出軸的電機、液壓傳動部分、液壓缸、模具，液壓傳動部分把電機上的動力轉(zhuǎn)化為壓力，液壓傳動部分向液壓缸傳遞動力，液壓缸端部有一可伸縮柱塞，柱塞推動兩模具擠壓鍛鐵形成所需的彎曲形狀。解決了手工工具加工鐵藝產(chǎn)品工作效率低，加工的不夠規(guī)范的問題。彌補了不能對大尺寸的鍛鐵進行冷彎加工的缺點。彎出的鐵藝花型更美觀。模具可以更換，適應(yīng)不同花型的要求。 　 4 卷花機的發(fā)展方向和趨勢 4．1多工位卷花機的需求將會大幅度增加。由于加工設(shè)備、技術(shù)等原因，現(xiàn)在國內(nèi)多工位卷花機不是很多。多工位卷花機有很多優(yōu)點：一，多道工序在一臺卷花機中不同的工位完成，減少了卷花機的臺數(shù)，進而減少了設(shè)備占用面積；二，減少了設(shè)備的中間送料程序和操作人員；三，提高了生產(chǎn)效率；四，減少了投資成本。現(xiàn)在一大型的卷花機生產(chǎn)企業(yè)在加工及技術(shù)上已經(jīng)具備了多工位卷花機的設(shè)計及生產(chǎn)能力。未來幾年內(nèi)， 國內(nèi)多工位卷花機將在某些行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用。 4．2 快速、高速卷花機在批量生產(chǎn)中能成倍地提高效率。如果卷花機的效率能提高一倍，則一條生產(chǎn)線可代替兩條生產(chǎn)線， 在用戶投資增加不大的情況下一條線即可代替兩條線。卷花機的及效率的提高還有很大的潛力， 各制造商應(yīng)加 這方面的研究與開發(fā)， 在配合自動上下料裝置礎(chǔ)上，實現(xiàn)高效率工作。 4．3 在環(huán)保、節(jié)能方面，今后在卷花機的設(shè)計及制造中應(yīng)引起各制造企業(yè)的足夠重視。這方面要做好以下幾點：① 減少卷花機的裝機功率，減少工作中的能量損失。液壓系統(tǒng)中盡量減少溢流、節(jié)流，合理設(shè)計液壓系統(tǒng)。比如一臺依靠溢流閥溢流保壓的卷花機消耗的能源可能是閉泵保壓的卷花機的2倍，依靠蓄能器提高空載速度的系統(tǒng)比快速缸系統(tǒng)浪費能源至少兩倍以上。② 提高密封質(zhì)量，減少液壓油泄漏對環(huán)境的污染。⑧ 減少噪聲，對大的噪聲源進行隔離和封閉。 5 總結(jié) 在總結(jié)目前，國內(nèi)外卷花機的發(fā)展現(xiàn)狀以及今后的發(fā)展趨勢的情況下，我認當前卷花機還有著以下的幾點不足：1、能耗較大，不夠環(huán)?！，F(xiàn)在有的卷花機的能源利用率不能，僅有50%左右，[4]因為主要是采用的是機械方式作為動力，熱損耗較大。不符合當今提倡的節(jié)約型社會的要求。而且，機械方式的噪音較大，對工人及周邊的損害也嚴重，不人性化。2、卷花機體積大,占地面積較多。對企業(yè)來說不是一件好事。3、加工的料的尺寸有限，花形較少。這主要受動力的限制。不能完全滿足當前的市場需求,在模具上,也可在進行改進。[7] 4、自動化程度不高，生產(chǎn)率也就不高。5、現(xiàn)在使用的模具較復(fù)雜。 經(jīng)過綜合比較，可采用液壓力傳動來代替機械傳動，并且用模具來實現(xiàn)花形的變化。采用液壓液壓傳動能有效地克服，上面所說的不足，并且傳動平穩(wěn)，出力較大，從整體來看單位體積的出力比機械的傳動方式大得多，體積小。采用模具來加工，在需要改變花形時，只需要改變模具的形狀即可，擴充了機器的加工范圍，且又能很好地保證同一批產(chǎn)品形狀的一致性。設(shè)計出來的液壓卷花系統(tǒng)具有，尺寸精確，生產(chǎn)效率高，勞動強度低，產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點。 設(shè)計過程也可能遇到以下的問題及解決辦法：1、加工件在彎曲過程中力的變化的計算。難以準確計算出來。現(xiàn)在擬采用外端回轉(zhuǎn)的非接觸型平面蝸卷彈簧，相關(guān)的公式來近似得出。因為該彈簧的彎曲過程與卷化過程相似，在工程上完全可以。2、在卷花過程力是一個變量，在算液壓系統(tǒng)的計算，可把它當成一個常量來看待，以最大的轉(zhuǎn)矩來計算。3、模具來實現(xiàn)彎花的機械部份與液壓部份的結(jié)合。在此采用牙嵌式離合器的原理來使模具與輸出動力軸相聯(lián)接。4、液壓系統(tǒng)的設(shè)計。查資料就解決。 對于該設(shè)計我以《機械設(shè)計手冊新版4》為主要參考資料，該書的主要內(nèi)容：液壓傳動與控制、氣壓傳動與控制、液壓傳動。在該設(shè)計中主要用到：液壓傳動與控制，液壓傳動。這本書中，我能夠能夠選出適合于本系統(tǒng)要求的液壓回路，并且能夠用這些加路，設(shè)計出液壓系統(tǒng)圖來。再參照《機械設(shè)計手冊單行本液壓傳動》成大先主編的，可進行液壓系統(tǒng)的設(shè)計。對于設(shè)計過程中要進行齒輪齒條設(shè)計可參照《機械設(shè)計手冊新版3》中的齒輪傳動一章來進行計算。模具所需彎曲力的計算主要是參考了，《機械設(shè)計手冊新版2》中的第7篇彈簧中的第5章平面蝸卷彈簧，來近似計算，然后用《材料力學(xué)（Ⅰ）》中的第五章來針對實際的模具形狀來進行驗算。機構(gòu)的設(shè)計及其布局還參照了閻曉軍等的《鐵藝制作》中的第十七章彎花機及扭花機。 參 考 文 獻 [1] 徐剛，魯 潔，黃才元．金屬板材沖壓成形技術(shù)與裝備的現(xiàn)狀與發(fā)展．鍛壓裝備及控制技術(shù)． [2] 2004年機床行業(yè)企業(yè)主要經(jīng)濟指標分析匯總．中國機床工具協(xié)會。 [3] 李貴閃，翟華．電液比例控制技術(shù)在卷花機中的應(yīng)用． 2005，(6)． [4] 閻曉軍等.鐵藝制作.黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社. [5] 李運華，史維祥．流體動力技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．機床與液壓J994(4)． [6] 田晉躍．工程機械液壓傳動新技術(shù)[J]．液壓與氣動，1996(3)． [7] ILHYDRAUUC PREES DRIVES PAHNKE ENGINEERING． [8] 中川威雄，阿部幫雄，等著．郭青山，楊友志，等譯．板料液壓加工．天津科學(xué)技術(shù)出版社，1982． [9] 俞新陸，主編．液壓機．北京：機械工業(yè)出版社，l982．